
[力] 集中力
If at all in the world cooperate, concentrated force, material and financial resources, is certain to beat the qin dynasty.
若各國在當時精誠合作,集中各國的兵力、物力和財力,是一定能夠打敗秦國的。
This paper presents an analytical solution for the bending of a ring sector cantilever plate loaded at its free edge by a lateral concentrated force.
本文對受有邊界集中載荷的環形懸臂闆提出了一個解析解。
This paper gives an elastic analysis for an infinite plate weakened by an elliptical hole and being applied by concentrated forces and force couples.
文中給出了無限平闆帶橢圓孔又受集中力和力偶時的彈性分析。
Using integration of the normal strain concerned, several special displacement solutions under the concentrated force for a few elastic problems are obtained.
直接用應變積分的方法得到在集中力作用線下的幾個彈性力學位移特解。
As the third part of these series works, the present paper deals with a piezoelectric cantilever beam subjected to a transverse concentrated force at the free end.
本文是本系列工作的第三部分,研究了功能材料懸臂梁梁端受橫向集中力作用的情況。
集中力(Concentrated Force) 是工程力學與物理學中的一個核心概念,指作用于物體上某一點的力,其作用面積在理論分析中被視為無限小。與分布力(如壓強、均布載荷)不同,集中力忽略了力的實際作用面積,将載荷簡化為一個作用點,從而簡化模型計算。以下是詳細解釋:
理想化模型
在理論力學中,為簡化複雜受力分析,将實際作用在有限面積上的力(如支撐點壓力、機械連接點載荷)抽象為作用于幾何點的力。例如,橋梁支座對梁的反力、齒輪齧合時的齒面力均可建模為集中力 。
公式表達:
$$ vec{F} = (F_x, F_y, F_z) $$ 其中分量分别表示力在三維坐标系中的投影。
與分布力的區别
結構力學
在梁、桁架等結構分析中,集中力用于模拟柱體支撐、設備安裝點載荷。例如,建築設計中樓闆傳遞給主梁的荷載常簡化為集中力 。
典型計算:梁的彎矩最大值常出現在集中力作用點處。
機械系統
軸承對軸的支撐力、螺栓預緊力等均需簡化為集中力進行強度校核。根據美國機械工程師協會(ASME)标準,此類簡化需滿足聖維南原理(Saint-Venant's Principle),即遠離作用區域時應力分布趨于均勻 。
集中力需通過大小、方向、作用點三要素完整定義:
R.C. Hibbeler, Engineering Mechanics: Statics(第14版), Pearson Education, 2016. 該書第1-4章系統闡述集中力的建模方法。
ASCE 7-22: Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures,美國土木工程師協會(ASCE)規範,明确建築結構集中荷載的設計要求。
Timoshenko, S.P., "History of Strength of Materials", McGraw-Hill (1953),詳述集中力模型在彈性理論中的發展。
通過上述定義與工程實例,集中力的核心價值在于其簡化複雜系統的能力,但實際應用中需注意:當分析點靠近作用區域時,需考慮局部應力集中效應以避免設計誤差。
“Concentrated force”(集中力)是一個工程學、物理學中常用的術語,其含義和特點如下:
指作用于物體上某一特定點的力,而非分布在一個區域或長度上。例如,用手指推一個箱子時,指尖施加的力可視為集中力;橋梁支柱承受的荷載也常簡化為集中力。
類型 | 作用範圍 | 例子 |
---|---|---|
集中力 | 單一點或極小區域 | 吊車挂鈎對貨物的拉力 |
分布力 | 面積或長度上的連續分布 | 風荷載對牆面的壓力、水壓對水壩的作用 |
實際工程中,集中力可能導緻局部應力集中(如尖銳邊緣處),需通過設計避免材料損壞。理論模型中的集中力是對複雜受力情況的簡化,實際計算需結合材料屬性和幾何形狀。
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